Traductoare inductive de inalta frecventa

Daca in apropierea unor bobine alimentate in curent alternativ se gaseste un corp conductor in acesta vor aparea curenti turbionari. Datorita acestor curenti parametrielectrici ai bobinei variaza si anume atat factorul de calitate cat si inductanta bobinei se micsoreaza.

Micsorarea factorului de calitate al bobinei este provocatp de cresterea pirderilor ca urmare a consumului de putere pentru crearea curentilor turbionari, iar micsorarea inductantei este cauzata de prezenta campului magnetic al curentilor turbionari, dirijat intotd eauna in sens contrar fata de campul care creaza acesti curenti.

Parametri electrici ai bobinei alimentate in curent alternativ de o anumita frecventa depind de dimensiunile geometrice, de conductibilitatea corpului situat in apropierea bobinei, precum si de pozitia relativa dintre bobina si corpul conductor de electricitate.

Munaroase marimi neelectrice ,caractrerizate prin acesti parametri pot fi determinate masurand factorul de calitate sau inductanta unei bobine al carei camp magnetic creeaza curenti turbionari in corpurile conductoare supuse controlului.

Traductoarele inductive de inalta frecventa realizate in baza acestui principiu prezinta o serie de avantaje importante. Dintre acestea trebuie mentionate, pe langa avantajele traductoarelor capacitive posibilitatea maririi sensibiliatii traductorului pentru o anumita marime controlata prin alegerea frecventei curentului de alimentare si posibilitatea micsorarii acestei sensibilitati fata de alte marimi ce actioneaza asupra traductorului. Astfel, de exemplu, prin alegerea unei frecvente corespunzatoare a curentului de alimentare, se poate mari sensibilitatea traductorului fata de deplasarile in raport cu placa conductoare si se poate micsora aceasta sensibilitate fata de conductibilitatea materialului placii.

Traductoarele inductive de inalta frecventa poseda si unele inconveniente destul de mari. De exemplu, in unele cazuri caracteristicile traductoarelor considerate depind de temperatura mediului inconjurator intr-o masura mult mai mare decat caracteristicile traductoarelor capacitive.

In prezent tradutoarele inductive de inalta frecventa sunt folosite in tehnica masurarilor in special in cazurile in care este necesar controlul fara contactal mediilor conductoare.

1. Particularitatile traductoarelor inductivede inalta frecventa

Utilizarea traductoarelor inductive de inalta frecventa este determinata in mare masura de asa-numitul efect de suprafata, care consta in atenuarea campului magnetic variabil si curentilor turbionari provocati de acesta pe masura patrunderii in profunzimea mediului conductor. Aceasta atenuare este legata de faptul ca curentii turbionari provocati de campul magnetic variabil creaza la randul lor un camp magnetic al cirui sens este opus campului magnetic care produce curentii turbionari. Pe masura patrunderii in profunzimea mediului conducator, diferenta dintre fluxurile campului generator si a campului curentilor turbionari scade si de aceea si intensitatea curentilor turbionari se micsoreaza.

Efectul de suprafata se manifesta cu atat mai intens, cu cat frecventa curentului este mai ridicata, cu cat rezistivitatea mediului conductor este mai mica si cu cat permeabilitatea magnetica relativa a acestuia este mai mare.

Pentru a evalua gradul de atenuare a curentilor turbionari intr-un mediu conductor, obisnuit, se utilizeaza un criteriu special-adancimea echivalenta de patrundere, Ө, a curentului care se determina in modul urmator:

  Ө

unde:

- Ө este adancimea de patrundere a curentului in cm;

- ρ rezistivitatea mediului conductor, in Ω*mm²/m;

- μ permeabilitatea magnetica relativa a mediului respectiv;

- f frecventa curentului in Hz.

In figura sunt prezentate curbele teoretice care arata variatia densitatii curentilor turbionari pe maaasura ce patrund in adancimea mediului conductor pentru diferite frecvente.

Dupa cum se vede din aceasta figura, unei frecvente mai ridicate ii corespunde o atenuare mai intensa a curentilor turbionari, o data cu cresterea distantei de la suprafata mediului conductor. Dupa cum reiese de altfel si din expresia de mai sus cresterea frecventei duce la micsorarea adancimii de patrundere; dar o data cu micsorarea marimii Ө, efectul de suprafata se manifesta mai intens. Calculele arata ca pentru placile conducatoare, care au o grosime de 8-10 ori mai mare decat adancimea de patrundere, pentru Z=Ө intensitatea curentilor turbionari constituie aproximativ 37% din densitatea j₀ la suprafata placii, iar pentru Z=3Ө ea constituie doar 5% din j₀. De aceea, in cazul cand grosimea placii conducatoare este de cateva ori mai mare decat adancimea de patrundere, distributia curentilor turbionari este determinats practic numai de marimea Ө. In conformitate cu aceasta in conditiile indicate, grosimea placii nu influenteaza aspra parametrilor electrici ai traductorului inductiv situat deasupra placii.

In cazurile traductoarelor inductive de inalta frecventa an interiorul carora se introduc produsele controlate, cand se tine seama de influenta efectului de suprafata, trebuie luate in consideratie si dimensiunile transversale ale produsului.

Distributia curentilor turbionari in materialele conductoare are o importanta deosebita la utilizarea traductoarelor inductive de inalta frecventa, deoarece numai daca se tine seama in mod corect de aceasta distributie pot fi efectuate cu sucurent continuues masuratorile